（4）电磁感应——2024届高考物理一轮复习电磁专项训练

这是一份（4）电磁感应——2024届高考物理一轮复习电磁专项训练，共12页。试卷主要包含了某种手机的无线充电原理如图所示等内容，欢迎下载使用。
1.某种手机的无线充电原理如图所示.已知发射线圈的两端电压为50V，电流的频率为100kHz，接收线圈的两端电压为6V，由于发热、漏磁等因素使得充电时效率大约为55%。下列说法正确的是( )
A.无线充电工作原理是“电流的磁效应”
B.接收线圈中电流的频率为100kHz
C.无线充电发射线圈与接收线圈匝数比为
D.充电时接收线圈始终有扩大的趋势
2.下列给出了四幅与感应电流产生条件相关的情景图，判断正确的是( )
A.图甲，水平直导线中电流逐渐减小时，其正下方的水平金属圆线圈中无感应电流
B.图乙，正方形金属线圈以虚线为轴匀速转动时，线圈中无感应电流
C.图丙，矩形导线框以其任何一条边为轴转动时，线框中都有感应电流产生
D.图丁，正方形导线框加速离开同一平面内的条形磁体时，线框中有感应电流产生
3.如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( )
A.如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动
B.如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动
C.如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线转动
D.如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线转动
4.如图甲所示，线圈中通有如图乙所示的电流，电流正方向为从a到b，在这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则( )
A.从左向右看，感应电流的方向先为顺时针，后为逆时针
B.从左向右看，感应电流的方向先为逆时针，后为顺时针
C.从左向右看，感应电流的方向始终为顺时针
D.从左向右看，感应电流的方向始终为逆时针
5.如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。实验中观察到，开关闭合瞬间，电流表指针向右偏转，则( )
A.开关断开瞬间，电流表指针不偏转
B.开关闭合瞬间，两个线圈中的电流方向可能同为顺时针或逆时针
C.开关闭合，向右移动滑动变阻器的滑片，电流表指针向右偏转
D.开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，线圈B将对线圈A产生排斥力
6.如图所示，和是竖直放置的两根平行光滑金属导轨，导轨足够长，间接定值电阻R，金属杆保持与导轨垂直且接触良好。杆由静止开始下落并计时，杆两端的电压U、杆所受安培力的大小F随时间t变化的图象，以及通过杆的电流I、杆加速度的大小a随杆的速率v变化的图象，合理的是( )
A.B.
C.D.
7.如图所示，两根平行金属导轨置于同一水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并接触良好，整个装置放在竖直向下的匀强磁场中。磁感应强度随时间变化如乙图所示，整个装置始终保持静止，下列说法正确的是( )
A.0~0.5 s内金属棒ab中的感应电流方向由b到a
B.0.5~1.0 s内金属棒ab中的感应电流方向由b到a
C.0.5~1.0 s内金属棒ab所受的安培力保持不变
D.0.5~1.0 s内金属棒ab所受的摩擦力保持不变
8.如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B.边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域，取沿abcda的感应电流为正，则表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是( )
A.B.
C.D.
9.如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面且方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两导体棒a、b均垂直于导轨静止放置，接触良好。已知导体棒a质量为，导体棒b质量为m，长度均为l，电阻均为r，其余部分电阻不计。现使导体棒获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度。除磁场作用外，两棒沿导轨方向无其他外力作用，在两导体棒运动过程中，下列说法正确的是( )
A.从开始到最终稳定的任意一段时间内，导体棒b的动能增加量等于导体棒a的动能减少量
B.从开始到最终稳定的任意一段时间内，导体棒b的动量改变量与导体棒a的动量改变量相同
C.从开始到最终稳定的全过程中，通过导体棒b的电荷量为
D.从开始到最终稳定的全过程中，两棒共产生的焦耳热为
10.如图所示，质量的木板Q静止在水平地面上，质量的物块P在木板左端，P与Q之间动摩擦因数，地面与Q之间动摩擦因数.现给P物块的初速度使其在木板上向右滑动，最终P和Q都静止且P没有滑离木板Q，重力加速度g取，下列说法正确的是( )
A.P与Q开始相对静止的速度是2.5m/s
B.长木板Q长度至少为3m
C.P与Q之间产生的热量和地面与Q之间产生的热量之比为1:1
D.P与Q之间产生的热量和地面与Q之间产生的热量之比为2:1
11.图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是( )
A.断开，闪亮瞬间电流方向和断开前相反
B.断开之前中的电流大于中的电流
C.闭合瞬间中电流与中电流相等
D.变阻器R的电阻等于线圈的直流电阻
12.如图所示，光滑平行导轨水平固定，间距为l，其所在空间存在方向竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场，导轨左侧接有阻值为R的定值电阻，一导体棒垂直导轨放置，导体棒的有效电阻为r、质量为m。导轨电阻忽略不计，导体棒运动中始终与导轨垂直且接触良好。现使导体棒获得一水平向右的速度，在导体棒向右运动过程中，下列说法正确的是( )
A.流过电阻R的电流方向为B.导体棒的最大加速度为
C.通过电阻R的电荷量为D.全过程电阻R的发热量为
答案以及解析
1.答案：B
解析：A.无线充电工作原理是：变化的电流流过发射线圈会产生变化的磁场，当接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生感应电流给手机充电，利用的是电磁感应现象，故A错误；
B.变压器不改变交流电的频率，接收线圈中电流的频率与发射线圈中电流的频率相等，均为100kHz，B正确；
C.若充电时不漏磁，两线圈可视为理想变压器，功率无损耗，匝数比
但是本题中充电时效率大约为55%，功率有损耗，所以匝数比不是，故C错误；
D.发射线圈接的是交流电，当发射线圈的电流减小时，由楞次定律可知接收线圈有扩大的趋势，当发射线圈的电流增大时，由楞次定律可知接收线圈有收缩的趋势，故D错误。
故选B。
2.答案：A
解析：A、图甲金属圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方，则直线电流产生的磁场穿过线圈的磁通量为零，即使减小通过导线电流，圆线圈中的磁通量也不会发生变化，不会有感应电流产生，故A正确;
B、图乙正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中，线圈在磁场中运动过程中磁通量会发生变化，会产生感应电流，故B错误;
C、图丙闭合导线框以左边或右边为轴在匀强磁场中旋转时，线圈中的磁通量始终为零保持不变，闭合导线框中不会有感应电流，故C错误;
D、图丁金属杆在F作用下向右运动过程中，闭合线圈面积增大，若磁场减弱，则穿过闭合线圈的磁通量不一定改变，回路中不一定会产生感应电流，故 D错误。
3.答案：C
解析：ABD.图甲、乙、丁中线框运动过程中穿过线框的磁通量均不变，不会产生感应电流，选项ABD错误；
C.图丙中线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线转动，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，选项C正确。
故选C。
4.答案：C
解析：根据题意可知，由于电流从a到b为正方向，当电流是从a流向b，由右手螺旋定则可知，螺线管的磁场的方向水平向右，则穿过铝环的磁场水平向右，由于电流的减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，铝环上的感应电流顺时针（从左向右看）；当电流是从b流向a，由右手螺旋定则可知，穿过铝环的磁场水平向左，当电流增大，则磁通量变大，根据楞次定律可得，所以感应电流顺时针（从左向右看），故电流方向不变，故C正确ABD错误。
故选C。
5.答案：C
解析：A、开关断开的瞬间，A中电流减小产生的磁场减弱，导致线圈B中的磁通量发生变化，有感应电流产生，故A错误；
B、当处于闭合状态，在闭合瞬间，穿过副线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，副线圈中感应电流与原线圈中电流的方向相反，故B错误；
C、开关闭合，向右移动滑动变阻器的滑片，接入电阻减小，线圈A中电流增大，根据楞次定律可知线圈B中产生感应电流与闭合开关时方向相同，故针向右偏转，故C正确；
D、开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，根据楞次定律可知，线圈B将对线圈A产生吸引力，故D错误。
故选：C。
6.答案：D
解析：C.设杆长为L，杆下落过程中切割磁感线产生的感应电流大小为
故C错误；
D.根据牛顿第二定律有
即
故D正确；
B.杆所受安培力的大小为
杆下落过程中先做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度保持不变，所以安培力随速度先增大，后不变，最终大小为mg，故B错误；
A.导体杆两端的电压为
速度先增大，后不变，所以U先增大，后不变，故A错误。
故选D。
7.答案：B
解析：A、0~0.5s内，磁感应强度保持不变，穿过回路的磁通量保持不变，回路中没有感应电流故A错误；
B、0.5~1.0s内，磁感应强度均匀增大，穿过回路的磁通量均匀增加，磁场方向竖直向下，根据楞次定律判断可知，金属棒ab中的感应电流方向由b到a，故B正确；
C、0.5~1.0s内，磁感应强度均匀增大，穿过回路的磁通量均匀增加，磁通量的变化率恒定，由法拉第电磁感应定律知回路产生的感应电动势恒定，侧回路中感应电流恒定，根据安培力公式知，I不变，B均匀增大，则金属棒ab所受的安培力均匀增大，故C错误；
D、0.5~1.0s内金属棒ab静止，ab所受的安培力和静摩擦力平衡，两者大小相等，方向相反，则金属棒ab所受的摩擦力均匀增大，故D错误。
故选：B。
8.答案：C
解析：bc边的位置坐标x在过程,线框bc边有效切线长度为,那么产生的感应电动势,感应电流,根据楞次定律判断出来感应电流方向沿,为正值;x在过程,根据楞次定律判断出来感应电流方向沿,为负值,线框ab边有效切线长度为,感应电动势为,感应电流,由题图所示图象可知,只有选项C正确。
9.答案：C
解析：AB.根据题意可知，两棒组成回路，电流相同，故所受安培力合力为零，动量守恒，故任何一段时间内，导体棒b的动量改变量跟导体棒a的动量改变量总是大小相等、方向相反；根据能量守恒定律可知，a的动能减少量等于b的动能增加量与回路中产生的焦耳热之和，A、B错误；
CD.a、b两棒的速度最终相等，设为v，根据动量守恒定律可得
对b棒，由动量定理有
解得
根据能量守恒定律，两棒共产生的焦耳热为
D错误，C正确。
故选C。
10.答案：C
解析：P的加速度为，Q的加速度为，两者共速时，，，A错误：P、Q共速时的相对位移为，之后不发生相对滑动，B错误；P与Q之间产生的热量为，地面与Q之间产生的热量为，P与Q之间产生的热量与地面与Q之间产生的热量之比为1:1，C正确、D错误。
11.答案：AD
解析：AB.断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗，说明闭合时，电路稳定后，通过的电流大于的电流；断开，原来通过的电流流经构成闭合回路，所以闪亮瞬间电流方向和断开前相反，选项A正确，B错误；
C.闭合瞬间，对电流有阻碍作用，所以中电流与中电流不相等，选项C错误；
D.闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同，说明两支路的电流相同，两支路的电阻相同，由于两灯泡电阻相同，所以变阻器R与的电阻值相同，选项D正确；
故选AD。
12.答案：BC
解析：A.根据右手定则，流过定值电阻的电流方向为，选项A错误；
B.导体棒的最大速度为，因此最大感应电动势为
回路电流
安培力
加速度
因此最大加速度
选项B正确；
C.根据动量定理有
解得
选项C正确；
D.导体棒在安培力作用下减速运动，最终静止，由能量守恒，导体棒减少的动能转化为电路的总焦耳热
导体棒的电阻r和定值电阻R串联，全过程电阻R的发热量为
选项D错误。
故选BC。